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5光电效应实验
光电效应实验
一定频率的光照射在金属表面时，会有电子从金属表面逸出，这种现象称 为光电效应。1887年赫兹发现了光电效应现象，以后又经过许多人的研究，总 结出一系列实验规律。1905年，爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上，提出 了光量子理论，成功地解释了光电效应的全部规律。
实验原理
光电效应的实验原理如图1所示。用强度为P的单色光照射到光电管阴极
K时，阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极板 A迁移，在回路中形
成光电流。
?Skip Record If...? ?Skip Record If...?
图1 实验原理图 图2光电管同一频率不同光强的伏安
特性曲线
用实验得到的光电效应的基本规律如下：
光强P 一定时，改变光电管两端的电压 ？Skip Record If...?,测量出光电流 I的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。随 ?Skip Record If...?的增 大，I迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流 ?Skip Record If...?的大小与 入射光白^强度P成正比。
当光电管两端加反向电压时，光电流将逐步减小。当光电流减小到零
时，所对应的反向电压值，被称为截止电压 U0 （图2）。这表明此时具
有最大动能的光电子刚好被反向电场所阻挡，于是有
?Skip Record If...?（式中m、Yo、e分别为电子的质量、速度和电荷 量）。（1）
不同频率的光，其截止电压的值不同（图 3）。
改变入射光频率？Skip Record If...?时，截止电压 Uo随之改变，？Skip
Record If...?与?Skip Record If...?成线性关系（图4）。实验表明，当入射 光频率低于？Skip Record If...?（?Skip Record If...?随不同金属而异，称为截 止频率）时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。
?Skip Record If...? ?Skip Record If...?
图3光电管不同频率的伏安特性曲线 图4截止电压U。与频率
的关系
4、光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于 ?Skip
Record If...?,在开始照射后立即有光电子产生，延迟时间最多不超过 ?Skip Record If...?秒。
经典电磁理论认为，电子从波阵面上获得能量，能量的大小应与光的 强度有关。因此对于任何频率，只要有足够的光强度和足够的照射时间， 就会发生光电效应，而上述实验事实与此直接矛盾。显然经典电磁理论无 法解释在光电效应中所显示出的光的量子性质。
按照爱因斯坦的光量子理论，光能是集中在被称之为光子的微粒上， 但这种微粒仍然保持着频率（或波长）的概念，频率为 ?Skip Record If...? 的光子具有能量？Skip Record If...?, ?Skip Record If...?为普朗克常数。当光 束照射金属时，是以光粒子的形式打在它的表面上。金属中的电子要么不 吸收能量，要么就吸收一个光子的全部能量 ?Skip Record If...?,而无需积 累能量的时间。只有当这能量大于电子摆脱金属表面约束所需的逸出功 A
时，电子才会以一定的初动能逸出金属表面。按